JP5862125B2 - Control device for power converter - Google Patents

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この発明は、モータを可変速駆動する電力変換装置の制御装置に係り、特にDC−DCコンバータとインバータとからなる電力変換装置の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a power conversion device that drives a motor at a variable speed, and more particularly to a control device for a power conversion device that includes a DC-DC converter and an inverter.

電気車の動力源として、可変速範囲が広範囲である永久磁石同期モータが期待されている。また、永久磁石同期モータを可変速駆動するための電源としては、可変周波数電源であるインバータが一般的である。ここで、インバータに対して可変速範囲が広い永久磁石同期モータを負荷として接続した場合、永久磁石同期モータの誘起電圧がモータの回転速度に比例して上昇し、モータに誘起される逆起電圧に対してインバータの出力電圧が不足する可能性がある。このようにインバータの出力電圧が不足すると、インバータからモータに所望の電流を流すことができなくなるため、モータにおいて必要なトルクを発生することができなくなる可能性がある。そこで、従来、非同期PWM(Pulse Width Modulation;パルス幅変調)モードにてインバータを運転している領域では、最大トルク/電流制御や弱め磁束制御により、モータに誘起される逆起電圧に対するインバータの出力電圧のマージン不足の問題を回避する策が採られていた。ここで、非同期PWMモードとは、インバータからモータに供給すべき交流電圧波形を指示する電圧指令とこの電圧指令に対して非同期な所定周波数のキャリアとを用いたパルス幅変調によりPWMパルスであるゲート信号を生成するモードである。   As a power source for electric vehicles, a permanent magnet synchronous motor with a wide variable speed range is expected. As a power source for driving the permanent magnet synchronous motor at a variable speed, an inverter that is a variable frequency power source is generally used. Here, when a permanent magnet synchronous motor with a wide variable speed range is connected to the inverter as a load, the induced voltage of the permanent magnet synchronous motor rises in proportion to the rotational speed of the motor, and the counter electromotive voltage induced in the motor In contrast, the output voltage of the inverter may be insufficient. If the output voltage of the inverter is insufficient in this way, a desired current cannot be passed from the inverter to the motor, so that there is a possibility that a necessary torque cannot be generated in the motor. Therefore, conventionally, in the region where the inverter is operated in the asynchronous PWM (Pulse Width Modulation) mode, the output of the inverter with respect to the counter electromotive voltage induced in the motor by the maximum torque / current control or the flux weakening control. Measures were taken to avoid the problem of insufficient voltage margin. Here, the asynchronous PWM mode is a gate which is a PWM pulse by pulse width modulation using a voltage command for instructing an AC voltage waveform to be supplied from the inverter to the motor and a carrier having a predetermined frequency asynchronous to the voltage command. This is a mode for generating a signal.

最大トルク/電流制御および弱め磁束制御では、モータに流す電流を制御する。モータの電機子巻線(固定子巻線)に流れる電流は、ロータの永久磁石のN極の方向を向いたd軸に沿った成分であるd軸電流iと、このd軸と直交するq軸に沿った成分であるq軸電流iに分解することができる。ここで、q軸電流iはモータにおいてマグネットトルクの発生に寄与し、d軸電流iとq軸電流iはリラクタンストルクの発生に寄与する。最大トルク/電流制御および弱め磁束制御では、このd軸電流iおよびq軸電流iを成分とする電流ベクトルの制御を行う。 In the maximum torque / current control and the flux weakening control, the current flowing to the motor is controlled. Current flowing through the motor armature winding (stator winding) of a d-axis current i d is a component along the d-axis oriented in the direction of the N pole of the rotor of the permanent magnets, perpendicular to the d-axis It can be decomposed into a q-axis current i q which is a component along the q-axis. Here, the q-axis current i q contributes to the generation of magnet torque in the motor, and the d-axis current i d and the q-axis current i q contribute to the generation of reluctance torque. In the maximum torque / current control and the flux-weakening control, a current vector having the d-axis current id and the q-axis current iq as a component is controlled.

最大トルク/電流制御では、絶対値が同じである電流ベクトル群の中からトルクが最大となる電流ベクトルを選び、その最大のトルクとそのトルクが得られる電流ベクトルとを対応付けておく。そして、必要なトルクが与えられた場合に、そのトルクに対応付けられた電流ベクトルを求め、そのような電流ベクトルの成分であるd軸電流iおよびq軸電流iをモータに流すための電流位相制御を行う。この最大トルク/電流制御を行うことにより、必要なトルクを得るためにモータに流す電流を最小とし、モータに発生する銅損を最小にすることにより、モータの逆起電圧とインバータの出力電圧との間に設けるべきマージンを少なくすることができる。 In the maximum torque / current control, a current vector having the maximum torque is selected from a current vector group having the same absolute value, and the maximum torque is associated with a current vector from which the torque is obtained. When the required torque is given to obtain the current vector associated with that torque, for the flow of such a current which is a component of the vector d-axis current i d and the q-axis current i q to the motor Perform current phase control. By performing this maximum torque / current control, the current flowing through the motor is minimized to obtain the required torque, and the copper loss generated in the motor is minimized, so that the back electromotive voltage of the motor and the output voltage of the inverter It is possible to reduce the margin to be provided between the two.

また、弱め界磁制御は、負のd軸電流iをモータの電機子巻線に流すことによりロータの回転によって電機子巻線に発生する逆起電圧を減らし、これによりq軸電流iを増加させ、モータのトルクを増加させるものである。なお、弱め界磁制御および上述の最大トルク/電流制御は例えば非特許文献1に開示されている。 The field weakening control reduces the counter electromotive voltage generated in the armature winding by rotating the rotor by passing a negative d-axis current id through the motor armature winding, thereby increasing the q-axis current i q . To increase the torque of the motor. The field weakening control and the above-described maximum torque / current control are disclosed in Non-Patent Document 1, for example.

弱め界磁制御を行うことにより、モータの回転速度が高い領域におけるトルク不足の問題をある程度解決することができる。しかしながら、弱め界磁制御にも限界があり、モータの回転速度がある限度を越えると、非同期PWMモードにおいて弱め界磁制御を行っても、高速回転領域において所望のトルクが得られない問題が発生する。   By performing field weakening control, the problem of insufficient torque in a region where the rotational speed of the motor is high can be solved to some extent. However, there is a limit to field weakening control, and if the rotational speed of the motor exceeds a certain limit, a problem that a desired torque cannot be obtained in the high speed rotation region occurs even if field weakening control is performed in the asynchronous PWM mode.

そこで、制御装置におけるゲート信号の生成モードを非同期PWMモードから例えば1パルスの同期PWMモードへ切り替えるという制御が行われる場合がある。ここで、同期PWMモードとは、インバータからモータに供給すべき交流電圧波形を指示する電圧指令とこの電圧指令に対して同期したキャリアとを用いたパルス幅変調によりPWMパルスであるゲート信号を生成するモードである。また、1パルスの同期PWMモードとは、電圧指令の1周期の間に1個のPWMパルスを生成するモードである。この1パルス等の同期PWMモードに切り替えると、インバータからモータに高い基本波電圧を供給することができるので、高速回転領域におけるトルク不足の問題を解決することができる。   Therefore, there is a case where control is performed such that the gate signal generation mode in the control device is switched from the asynchronous PWM mode to, for example, the one-pulse synchronous PWM mode. Here, in the synchronous PWM mode, a gate signal that is a PWM pulse is generated by pulse width modulation using a voltage command instructing an AC voltage waveform to be supplied from the inverter to the motor and a carrier synchronized with the voltage command. It is a mode to do. The 1-pulse synchronous PWM mode is a mode in which one PWM pulse is generated during one cycle of the voltage command. By switching to the synchronous PWM mode such as one pulse, a high fundamental wave voltage can be supplied from the inverter to the motor, so that the problem of insufficient torque in the high-speed rotation region can be solved.

特開2004−208409号公報JP 2004-208409 A

武田・松井・森本・本田共著「埋込永久磁石同期モータの設計と制御」オーム社,2001.10発行Takeda / Matsui / Morimoto / Honda, “Design and Control of Embedded Permanent Magnet Synchronous Motor”, published by Ohmsha, 2001.10

ところで、同期PWMモードでは、例えばモータの逆起電圧に対してインバータの出力電圧が大きい場合に、モータに正のd軸電流が流れ、モータ内の磁束密度が高くなって、モータの損失(すなわち、トルクの発生に寄与しないインバータの出力)が増える場合があった。特許文献1は、昇圧型のDC−DCコンバータからインバータに直流電圧を与え、このインバータによりモータを駆動する車両用動力制御装置に関するものであるが、この車両用動力制御装置では、モータの消費電力に基づいて、モータの負荷が軽い低電力駆動時にDC−DCコンバータの昇圧比を低下させて回路損失を低減するようにしている。そこで、この特許文献1に従い、同期PWMモードでのインバータの運転時、モータの負荷が軽い場合に、インバータに直流電圧を供給するDC−DCコンバータの昇圧比を低下させる方法を採ることが考えられる。しかし、同期PWMモードでのインバータの運転時、モータは高速回転しており、高い逆起電圧が発生している。従って、モータの負荷のみに基づいてDC−DCコンバータの昇圧比を低下させると、インバータの出力電圧がモータの逆起電圧に対して不足し、必要なトルクが得られない問題が発生する。   By the way, in the synchronous PWM mode, for example, when the output voltage of the inverter is larger than the counter electromotive voltage of the motor, a positive d-axis current flows through the motor, the magnetic flux density in the motor increases, and the motor loss (that is, In some cases, the output of the inverter that does not contribute to torque generation) increases. Patent Document 1 relates to a vehicle power control apparatus in which a DC voltage is applied to an inverter from a step-up DC-DC converter and a motor is driven by the inverter. In this vehicle power control apparatus, the power consumption of the motor is described. Based on the above, the circuit loss is reduced by reducing the step-up ratio of the DC-DC converter when the motor load is low and the power is low. Therefore, in accordance with Patent Document 1, it is conceivable to adopt a method of reducing the step-up ratio of the DC-DC converter that supplies a DC voltage to the inverter when the motor load is light during operation of the inverter in the synchronous PWM mode. . However, when the inverter is operated in the synchronous PWM mode, the motor rotates at a high speed and a high counter electromotive voltage is generated. Therefore, if the step-up ratio of the DC-DC converter is lowered based only on the motor load, the inverter output voltage becomes insufficient with respect to the back electromotive voltage of the motor, causing a problem that necessary torque cannot be obtained.

この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、同期PWMモードでのインバータの運転時に、トルク不足の問題を発生させることなく、モータの損失の増加を回避し、モータ駆動システムの効率低下を抑えることができる電力変換装置の制御装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the circumstances described above, and avoids an increase in motor loss without causing a problem of insufficient torque when the inverter is operated in the synchronous PWM mode. It aims at providing the control apparatus of the power converter device which can suppress an efficiency fall.

この発明は、直流電圧を出力する直流電圧発生手段と、前記直流電圧発生手段から出力される直流電圧に基づいてモータを駆動する交流電圧を発生するインバータとを有する電力変換装置の制御装置において、前記インバータのスイッチング素子のON/OFF切替を行うためのゲート信号を生成する手段であって、前記ゲート信号の生成モードとして、前記インバータから前記モータに供給すべき交流電圧波形を指示する電圧指令とこの電圧指令に対して非同期な所定周波数のキャリアとを用いたパルス幅変調により前記ゲート信号を生成する非同期PWMモードと、前記電圧指令と前記電圧指令に同期したキャリアを用いたパルス幅変調により前記ゲート信号を生成する同期PWMモードとを有するインバータ制御手段と、前記インバータ制御手段のゲート信号の生成モードが前記同期PWMモードである場合に、前記インバータから前記モータに供給される電流のうち前記モータのロータに設けられた永久磁石のN極の向きに対応した成分であるd軸電流が0または負になるように、前記直流電圧発生手段から前記インバータに供給する直流電圧を指示する指令値を演算する直流電圧指令値演算手段とを具備することを特徴とする電力変換装置の制御装置を提供する。   The present invention relates to a control device for a power converter having DC voltage generating means for outputting a DC voltage, and an inverter for generating an AC voltage for driving a motor based on the DC voltage output from the DC voltage generating means. A means for generating a gate signal for switching ON / OFF of the switching element of the inverter, and a voltage command for instructing an AC voltage waveform to be supplied from the inverter to the motor as the generation mode of the gate signal; Asynchronous PWM mode for generating the gate signal by pulse width modulation using a carrier having a predetermined frequency asynchronous to the voltage command, and by pulse width modulation using the voltage command and a carrier synchronized with the voltage command. An inverter control means having a synchronous PWM mode for generating a gate signal; When the generation mode of the gate signal of the control means is the synchronous PWM mode, it is a component corresponding to the direction of the N pole of the permanent magnet provided in the rotor of the motor among the current supplied from the inverter to the motor. DC power command value calculating means for calculating a command value indicating a DC voltage supplied from the DC voltage generating means to the inverter so that a certain d-axis current becomes 0 or negative. A control device for a conversion device is provided.

この発明によれば、同期PWMモードにてインバータの運転を行っている場合に、モータに流すd軸電流が0または負になるように直流電圧発生手段からインバータに供給される直流電圧が制御されるので、トルク不足の問題を発生させることなく、モータの損失の増加を回避し、モータ駆動システムの効率低下を抑えることができる。   According to the present invention, when the inverter is operated in the synchronous PWM mode, the DC voltage supplied from the DC voltage generating means to the inverter is controlled so that the d-axis current flowing to the motor becomes zero or negative. Therefore, an increase in motor loss can be avoided and a decrease in efficiency of the motor drive system can be suppressed without causing a problem of insufficient torque.

多くの電力変換装置の制御装置は、プロセッサとこのプロセッサに実行させるプログラムを記憶したメモリとにより構成されている。従って、各種のモータを想定して、コンピュータを上記制御装置として機能させるプログラムを作成し、このプログラムを電力変換装置の制御装置のユーザに配布するようにしてもよい。   Many control devices for power conversion devices include a processor and a memory that stores a program to be executed by the processor. Therefore, assuming various motors, a program for causing a computer to function as the control device may be created, and this program may be distributed to users of the control device of the power conversion device.

この発明の第1実施形態である制御装置を含むモータ駆動システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor drive system containing the control apparatus which is 1st Embodiment of this invention. 同実施形態における負荷角とトルクの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the load angle and torque in the same embodiment. 同実施形態においてモータの逆起電圧がインバータの出力電圧よりも低く、かつ、モータが無負荷である場合の電圧ベクトル図である。FIG. 5 is a voltage vector diagram when the back electromotive voltage of the motor is lower than the output voltage of the inverter and the motor is unloaded in the same embodiment. モータの逆起電圧がインバータの出力電圧よりも低く、かつ、モータに一定の負荷が与えられた場合の電圧ベクトル図である。FIG. 6 is a voltage vector diagram when the back electromotive voltage of the motor is lower than the output voltage of the inverter and a constant load is applied to the motor. モータの逆起電圧がインバータの出力電圧と等しい場合の電圧ベクトル図である。It is a voltage vector figure in case the counter electromotive voltage of a motor is equal to the output voltage of an inverter. モータの永久磁石による電機子鎖交磁束よりも総合磁束が大きく、かつ、無負荷である場合のモータ内の磁束を示すベクトル図である。It is a vector diagram which shows the magnetic flux in a motor in case a total magnetic flux is larger than the armature linkage magnetic flux by the permanent magnet of a motor, and it is no load. モータの永久磁石による電機子鎖交磁束よりも総合磁束が大きく、かつ、軽負荷である場合のモータ内の磁束を示すベクトル図である。It is a vector diagram which shows the magnetic flux in a motor in case a total magnetic flux is larger than the armature linkage magnetic flux by the permanent magnet of a motor, and is a light load. モータの永久磁石による電機子鎖交磁束と総合磁束が等しく、かつ、負荷がモータに与えられている場合のモータ内の磁束を示すベクトル図である。It is a vector diagram which shows the magnetic flux in a motor in case the armature interlinkage magnetic flux by a permanent magnet of a motor is equal to a total magnetic flux, and the load is given to the motor. 同実施形態においてモータの永久磁石による電機子鎖交磁束よりも総合磁束が大きい場合、永久磁石による電機子鎖交磁束と総合磁束とが等しい場合の各々についてモータの損失解析を行った結果を示す図である。In the same embodiment, when the total magnetic flux is larger than the armature interlinkage magnetic flux by the permanent magnet of the motor, the result of the motor loss analysis for each of the case where the armature interlinkage magnetic flux by the permanent magnet is equal to the total magnetic flux is shown. FIG. この発明の第2実施形態である制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus which is 2nd Embodiment of this invention. モータの永久磁石による電機子鎖交磁束と総合磁束が等しく、かつ、重負荷がモータに与えられている場合のモータ内の磁束およびモータに流れる電流を示すベクトル図である。It is a vector diagram which shows the magnetic flux in a motor and the electric current which flows into a motor in case the armature interlinkage magnetic flux by a permanent magnet of a motor is equal to a total magnetic flux, and a heavy load is given to the motor. 同実施形態の効果を示すベクトル図である。It is a vector diagram which shows the effect of the embodiment. この発明の第3実施形態である制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus which is 3rd Embodiment of this invention. この発明の第4実施形態である制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus which is 4th Embodiment of this invention.

以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

<第1実施形態>
図1はこの発明の第1実施形態である制御装置を含むモータ駆動システムの構成を示すブロック図である。このモータ駆動システムは、直流電圧発生手段を構成する直流電源10およびDC−DCコンバータ20と、コンデンサ30と、インバータ40と、モータ50と、本実施形態による制御装置100とにより構成されている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor drive system including a control device according to a first embodiment of the present invention. This motor drive system includes a DC power source 10 and a DC-DC converter 20, which constitute DC voltage generating means, a capacitor 30, an inverter 40, a motor 50, and a control device 100 according to the present embodiment.

この例において、DC−DCコンバータ20は、互いに直列接続された2個のIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor;絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)と、これらのIGBTに各々逆並列接続された2個のフライホイールダイオードと、昇圧リアクトルとにより構成された周知のDC−DCコンバータである。ここで、2個のIGBTのうちの一方と、昇圧リアクトルと、直流電源10は直列接続されて閉ループをなしている。   In this example, the DC-DC converter 20 includes two IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) connected in series with each other, two flywheel diodes connected in antiparallel to these IGBTs, respectively. , A well-known DC-DC converter composed of a step-up reactor. Here, one of the two IGBTs, the boost reactor, and the DC power supply 10 are connected in series to form a closed loop.

そして、DC−DCコンバータ20では、一方のIGBTのみをONにして、昇圧リアクトルを含む閉ループに電流を流す動作と、この一方のIGBTをOFFにするとともに他方のIGBTをONにして、この昇圧リアクトルに流れていた電流を他方のIGBTと逆並列接続されたフライホイールダイオードを介してコンデンサ30側に流す動作が交互に繰り返される。これにより直流電源10の出力電圧を昇圧した直流中間電圧edcがコンデンサ30に充電される。そして、DC−DCコンバータ20では、2個のIGBTをONさせる時間を調整することによりコンデンサ30に充電させる直流中間電圧edcの制御を行うことが可能である。 In the DC-DC converter 20, only one of the IGBTs is turned on to pass a current through a closed loop including the boosting reactor, and one of the IGBTs is turned off and the other IGBT is turned on to turn on the boosting reactor. The operation of flowing the current flowing in the capacitor 30 to the capacitor 30 side through the flywheel diode connected in antiparallel with the other IGBT is alternately repeated. Thereby, the capacitor 30 is charged with the DC intermediate voltage e dc obtained by boosting the output voltage of the DC power supply 10. The DC-DC converter 20 can control the DC intermediate voltage e dc charged in the capacitor 30 by adjusting the time for turning on the two IGBTs.

インバータ40は、コンデンサ30の充電電圧である直流中間電圧edcをモータ50を駆動するための3相交流電圧に変換する手段である。このインバータ40は、周知のインバータと同様、IGBTおよびフライホイールダイオードの組を6組用いて構成されたブリッジ回路である。この例においてモータ50は、永久磁石同期モータである。 The inverter 40 is means for converting a DC intermediate voltage e dc that is a charging voltage of the capacitor 30 into a three-phase AC voltage for driving the motor 50. This inverter 40 is a bridge circuit configured by using six sets of IGBTs and flywheel diodes as in the case of known inverters. In this example, the motor 50 is a permanent magnet synchronous motor.

本実施形態による制御装置100は、電流検出部101と、回転数検出部102と、直流電圧検出部103と、インバータ制御部110と、非同期/同期判定部120と、コンバータ制御部130と、極数記憶部141と、逆起電圧記憶部142と、直流電圧指令演算部143と、比較部144とを有する。   The control device 100 according to the present embodiment includes a current detection unit 101, a rotation speed detection unit 102, a DC voltage detection unit 103, an inverter control unit 110, an asynchronous / synchronous determination unit 120, a converter control unit 130, a pole A number storage unit 141, a counter electromotive voltage storage unit 142, a DC voltage command calculation unit 143, and a comparison unit 144.

電流検出部101は、インバータ40からモータ50の電機子巻線に供給されるU、V、Wの各相の交流電流を検出する装置である。回転数検出部102は、モータ50のロータの単位時間当たりの回転数、すなわち、回転速度nを検出する装置である。直流電圧検出部103は、コンデンサ30に充電された直流中間電圧edcを検出する装置である。 The current detection unit 101 is a device that detects an AC current of each phase of U, V, and W supplied from the inverter 40 to the armature winding of the motor 50. The rotation speed detection unit 102 is a device that detects the rotation speed of the rotor of the motor 50 per unit time, that is, the rotation speed n. The DC voltage detection unit 103 is a device that detects the DC intermediate voltage e dc charged in the capacitor 30.

インバータ制御部110は、インバータ40の各IGBTのON/OFF切替を行うためのゲート信号を発生する装置である。さらに詳述すると、このインバータ制御部110は、外部から与えられるトルク指令等に基づき、モータ50に供給すべき交流電圧波形を指示する電圧指令を発生し、この電圧指令とキャリアとを用いてパルス幅変調を行い、このパルス幅変調により得られるPWMパルスをゲート信号としてインバータ40の各IGBTに供給する。   The inverter control unit 110 is a device that generates a gate signal for performing ON / OFF switching of each IGBT of the inverter 40. More specifically, the inverter control unit 110 generates a voltage command for instructing an AC voltage waveform to be supplied to the motor 50 based on a torque command or the like given from the outside, and uses this voltage command and a carrier to generate a pulse. Width modulation is performed, and a PWM pulse obtained by the pulse width modulation is supplied to each IGBT of the inverter 40 as a gate signal.

インバータ制御部110は、ゲート信号の生成モードとして、非同期PWMモードと1パルスの同期PWMモードとを有する。上述したように、非同期PWMモードは、電圧指令とこの電圧指令に対して非同期な所定周波数のキャリアとを用いたパルス幅変調によりPWMパルスを生成し、ゲート信号として出力する生成モードである。また、同期PWMモードは、電圧指令とこの電圧指令に同期したキャリアとを用いたパルス幅変調によりPWMパルスを生成し、ゲート信号として出力する生成モードである。以下、これらの各モードにおけるインバータ制御部110の動作の概略について説明する。   The inverter control unit 110 has an asynchronous PWM mode and a one-pulse synchronous PWM mode as gate signal generation modes. As described above, the asynchronous PWM mode is a generation mode in which a PWM pulse is generated by pulse width modulation using a voltage command and a carrier having a predetermined frequency asynchronous to the voltage command, and is output as a gate signal. The synchronous PWM mode is a generation mode in which a PWM pulse is generated by pulse width modulation using a voltage command and a carrier synchronized with the voltage command, and is output as a gate signal. Hereinafter, an outline of the operation of the inverter control unit 110 in each of these modes will be described.

まず、非同期PWMモードについて説明する。永久磁石同期モータであるモータ50のロータに発生するトルクTは式(1)により与えられる。

Figure 0005862125
First, the asynchronous PWM mode will be described. The torque T generated in the rotor of the motor 50 that is a permanent magnet synchronous motor is given by the equation (1).
Figure 0005862125

この式(1)において、Pは極対数、Ψはロータの永久磁石によって発生され、電機子巻線と鎖交する磁束、iはd軸電流、iはq軸電流、Lはd軸インダクタンス、Lはq軸インダクタンスである。また、式(1)において、第1項は永久磁石の作る磁束により発生するマグネットトルク、第2項はリラクタンストルクである。 In this formula (1), P n is the number of pole pairs, [psi m is generated by the rotor of the permanent magnet, the armature winding and the magnetic flux interlinking, i d is the d-axis current, i q is the q-axis current, L d Is a d-axis inductance, and L q is a q-axis inductance. In the formula (1), the first term is a magnet torque generated by a magnetic flux generated by a permanent magnet, and the second term is a reluctance torque.

非同期PWMモードにおいて、インバータ制御部110は、トルク指令値に対応したトルクの得られる電流がインバータ40からモータ50に供給されるようにインバータ40に与えるゲート信号を制御する。その際、モータ50の端子電圧に対してインバータ40の出力電圧に余裕がある場合には電流値が最小となるようにd軸電流iおよびq軸電流iを制御し、モータ50の端子電圧に対してインバータ40の出力電圧が低い場合には、弱め界磁制御を行う。 In the asynchronous PWM mode, the inverter control unit 110 controls a gate signal to be supplied to the inverter 40 so that a current for obtaining a torque corresponding to the torque command value is supplied from the inverter 40 to the motor 50. At this time, when the output voltage of the inverter 40 has a margin with respect to the terminal voltage of the motor 50, the d-axis current id and the q-axis current iq are controlled so that the current value becomes the minimum. When the output voltage of the inverter 40 is lower than the voltage, field weakening control is performed.

次に同期PWMモードについて説明する。ここでは、一例として1パルスの同期PWMモードについて説明する。   Next, the synchronous PWM mode will be described. Here, a one-pulse synchronous PWM mode will be described as an example.

定常状態において、モータ50の電機子巻線に与えられる交流電圧をd軸方向の成分であるd軸電圧vとq軸方向の成分であるq軸電圧vに分解すると、これらのd軸電圧vおよびq軸電圧vは式(2)および式(3)により与えられる。

Figure 0005862125
Figure 0005862125
上記式(2)および(3)において、Rはモータ50の電機子巻線の巻線抵抗、ωはモータ50の回転速度により決まる電気角速度である。 In a steady state, when the AC voltage applied to the armature winding of the motor 50 is decomposed into a d-axis voltage v d that is a component in the d-axis direction and a q-axis voltage v q that is a component in the q-axis direction, these d-axes The voltage v d and the q-axis voltage v q are given by the equations (2) and (3).
Figure 0005862125
Figure 0005862125
In the above formulas (2) and (3), R a is the winding resistance of the armature winding of the motor 50, and ω is the electrical angular speed determined by the rotational speed of the motor 50.

また、モータ50の端子電圧vmtとd軸電圧vおよびq軸電圧vとの関係は次式に示すものとなる。

Figure 0005862125
Further, the relationship between the terminal voltage v mt of the motor 50, the d-axis voltage v d and the q-axis voltage v q is as shown in the following equation.
Figure 0005862125

ここで、巻線抵抗が十分に小さい(R≒0)と仮定し、v=−V・sinδ、v=V・cosδを式(2)、式(3)に代入し、式(2)、式(3)をi、iについて解いて、式(1)に代入すると、式(5)が得られる。ただし、Vはインバータ40の出力電圧、δは負荷角、すなわち、モータ50内に発生する総合磁束Ψの向きとロータの永久磁石による電機子鎖交磁束Ψの向きとがなす角度である。

Figure 0005862125
Here, assuming that the winding resistance is sufficiently small (R a ≈0), substituting v d = −V a · sin δ and v q = V a · cos δ into the equations (2) and (3), When Expressions (2) and (3) are solved for i d and i q and substituted into Expression (1), Expression (5) is obtained. However, V a is the output voltage of the inverter 40, [delta] is the load angle, i.e., an angle formed between the total magnetic flux [psi 0 of the same direction as the armature flux linkage [psi m by the rotor of the permanent magnet generated in the motor 50 is is there.
Figure 0005862125

1パルスの同期PWMモードにおいて、インバータ制御部110は、電圧指令と同じ周波数を有する一定の矩形波電圧Vをインバータ40に出力させる。コンデンサ30に充電されるインバータ直流電圧をedcとすると、このインバータ40の出力電圧Vは、式(6)により与えられる。

Figure 0005862125
In the 1-pulse synchronous PWM mode, the inverter control unit 110 causes the inverter 40 to output a constant rectangular wave voltage Va having the same frequency as the voltage command. When the inverter DC voltage charged in the capacitor 30 and e dc, the output voltage V a of the inverter 40 is given by equation (6).
Figure 0005862125

1パルスの同期PWMモードでは、上記式(5)における電圧Vが一定となるため、モータ50に発生するトルクTは負荷角δに依存する。図2は、式(5)における負荷角δとトルクの関係を示すものである。負荷角δが正の領域は、モータ50において力行(モータとしての動作)が行われている領域である。負荷角δが負の領域は、モータ50において回生(発電機としての動作)が行われている領域である。
以上が非同期PWMモードおよび1パルスの同期PWMモードの動作の概略である。
In the synchronous PWM mode 1 pulse, the voltage V a in the above formula (5) is constant, the torque T generated in the motor 50 is dependent on the load angle [delta]. FIG. 2 shows the relationship between the load angle δ and the torque in equation (5). The region where the load angle δ is positive is a region where power running (operation as a motor) is performed in the motor 50. The region where the load angle δ is negative is a region where regeneration (operation as a generator) is performed in the motor 50.
The above is the outline of the operations in the asynchronous PWM mode and the one-pulse synchronous PWM mode.

インバータ制御部110は、例えば回転数検出部102により検出されるモータ50の回転速度等に基づき、ゲート信号の生成モードを非同期PWMモードから1パルスの同期PWMモードへ、または1パルスの同期PWMモードから非同期PWMモードへと切り替える。非同期/同期判定部120は、このインバータ制御部110のゲート信号の生成モードが非同期PWMモードであるか同期PWMモードであるかを判定する装置である。   The inverter control unit 110 changes the gate signal generation mode from the asynchronous PWM mode to the one-pulse synchronous PWM mode or the one-pulse synchronous PWM mode based on, for example, the rotation speed of the motor 50 detected by the rotation speed detection unit 102. To asynchronous PWM mode. The asynchronous / synchronous determination unit 120 is a device that determines whether the generation mode of the gate signal of the inverter control unit 110 is an asynchronous PWM mode or a synchronous PWM mode.

コンバータ制御部130は、DC−DCコンバータ20からインバータ40に供給する直流中間電圧edcを制御する装置である。本実施形態では、インバータ制御部110が1パルスの同期PWMモードでゲート信号を生成している期間において、コンバータ制御部130により直流中間電圧edcを適切に制御することによりモータ駆動システムの効率低下を抑制する。以下では、本実施形態における直流中間電圧edcの制御に関する理解を容易にするため、直流中間電圧edcの制御の説明に先立って、インバータ制御部110が1パルスの同期PWMモードでゲート信号を生成している場合におけるモータ駆動システムの効率について説明する。 Converter control unit 130 is a device that controls DC intermediate voltage e dc supplied from DC-DC converter 20 to inverter 40. In the present embodiment, the efficiency of the motor drive system is reduced by appropriately controlling the DC intermediate voltage e dc by the converter control unit 130 during the period in which the inverter control unit 110 generates the gate signal in the one-pulse synchronous PWM mode. Suppress. In the following, in order to facilitate understanding of the control of the DC intermediate voltage e dc in the present embodiment, prior to the description of the control of the DC intermediate voltage e dc , the inverter control unit 110 outputs the gate signal in the 1-pulse synchronous PWM mode. The efficiency of the motor drive system when it is generated will be described.

まず、インバータ40からモータ50に供給される電流は、モータ50の逆起電圧vmeとインバータ40の出力電圧Vとの大小関係に依存する。図3は、モータ50の逆起電圧vmeがインバータ40の出力電圧Vより低い場合において、モータ50が無負荷の状態、すなわち、モータ50の負荷角δが0である状態における電圧ベクトル図を示している。ただし、ここではモータ50の電機子の巻線抵抗による電圧降下を無視している。図3に示すように、モータ50の電機子には、モータ50の逆起電圧vmeとインバータ40の出力電圧Vとの差に応じて、d軸電流iが流れる。また、モータ50の逆起電圧vmeがインバータ40の出力電圧Vより低い場合のd軸電流iの極性は正となる。 First, the current supplied from the inverter 40 to the motor 50 depends on the magnitude relationship between the counter electromotive voltage v me of the motor 50 and the output voltage V a of the inverter 40. 3, when the counter electromotive voltage v me of the motor 50 is lower than the output voltage V a of the inverter 40, the motor 50 is in an unloaded condition, i.e., the voltage vector diagram in the state load angle δ of the motor 50 is 0 Is shown. However, the voltage drop due to the winding resistance of the armature of the motor 50 is ignored here. As shown in FIG. 3, the armature of the motor 50, in accordance with the difference between the output voltage V a of the counter electromotive voltage v me the inverter 40 of the motor 50, it flows d-axis current i d. The polarity of the d-axis current i d when the counter electromotive voltage v me of the motor 50 is lower than the output voltage V a of the inverter 40 becomes positive.

ここで、非同期PWMモードでは、インバータ制御部110は、所望のトルクを得るのに必要な電流がインバータ40からモータ50に供給されるようにインバータ40を制御し、かつ、その際にモータ50の端子電圧vmtに対してインバータ40の出力電圧Vに余裕がある場合には電流値が最小となるようにd軸電流iおよびq軸電流iを制御する。従って、非同期PWMモードにおいて、モータ50が無負荷であり、必要なトルクが0であれば、インバータ40からモータ50に供給される電流はほぼ0となり、インバータ40において損失は発生しない。 Here, in the asynchronous PWM mode, the inverter control unit 110 controls the inverter 40 such that a current necessary for obtaining a desired torque is supplied from the inverter 40 to the motor 50, and at that time, the motor 50 current value to control the d-axis current i d and the q-axis current i q to be the minimum when there is a margin in the output voltage V a of the inverter 40 to the terminal voltage v mt. Accordingly, in the asynchronous PWM mode, if the motor 50 is unloaded and the required torque is zero, the current supplied from the inverter 40 to the motor 50 is almost zero, and no loss occurs in the inverter 40.

しかし、同期PWMモードでの運転時には、図3に示すように、モータ50の逆起電圧vmeがインバータ40の出力電圧Vより低い場合にトルクに寄与しない電流がインバータ40からモータ50に流れ、インバータ40において損失が発生する。同時に、モータ50にも電流が流れるため、モータ50の電機子巻線において銅損が発生する。また、d軸電流iが正の場合、増磁効果が生じ、この結果、電機子の磁束密度が高くなり、電機子の鉄損が増加するという問題がある。 However, the flow at the time of operation in the synchronous PWM mode, as shown in FIG. 3, the counter electromotive voltage v me the motor 50 from the current inverter 40 which does not contribute to the torque when the output voltage is lower than V a of the inverter 40 of the motor 50 A loss occurs in the inverter 40. At the same time, since a current also flows through the motor 50, copper loss occurs in the armature winding of the motor 50. Also, when d-axis current i d is positive, occurs Zo磁effect, as a result, the magnetic flux density of the armature is increased, there is a problem that the iron loss of the armature is increased.

図4は、モータ50の逆起電圧vmeがインバータ40の出力電圧Vより低い場合において,一定の負荷がモータ50に与えられた場合の電圧ベクトル図を示す。前掲式(6)から明らかなようにインバータ40の直流中間電圧edcが一定ならば、インバータ40の出力電圧Vも一定であり、出力電圧Vは半径一定の円弧を描いて推移する。図4に示す例では、モータ50に負荷が与えられることによりq軸電流iがモータ50に流れるものの、依然としてモータ50の逆起電圧vmeに対してインバータ40の出力電圧Vが過剰であるため、d軸電流iは正のままである。この状態でも、前述の増磁効果が生ずるため、電機子の鉄損が増加するという問題がある。 4, when the counter electromotive voltage v me of the motor 50 is lower than the output voltage V a of the inverter 40 shows a voltage vector diagram in the case where constant load is applied to the motor 50. If the DC intermediate voltage e dc inverter 40 As is clear from the supra formula (6) is constant, the output voltage V a of the inverter 40 is also constant, the output voltage V a is to remain depicts a constant radius arc. In the example shown in FIG. 4, although the q-axis current i q by the load applied to the motor 50 through the motor 50, still the output voltage V a of the inverter 40 with respect to the counter electromotive voltage v me of the motor 50 is excessive For this reason, the d-axis current i d remains positive. Even in this state, there is a problem that the iron loss of the armature increases because the above-described magnetizing effect occurs.

しかし、図3に示す状態から、図4に示す状態を経て、さらにモータ50の負荷が大きくなり、負荷角δが大きくなると、やがてモータ50のd軸電流iは0を経由して負に変化する。 However, from the state shown in FIG. 3, via the state shown in FIG. 4, further load on the motor 50 increases and the load angle δ increases, eventually negatively via the d-axis current i d is 0 of the motor 50 Change.

図5はモータ50の逆起電圧vmeがインバータ出力電圧Vと等しい場合の電圧ベクトル図を示している。モータ50の逆起電圧vmeとインバータ出力電圧Vが等しい場合、無負荷状態のモータ50には電流はほとんど流れず、モータ50の負荷が大きくなるとd軸電流iとq軸電流iが流れ、その際にd軸電流iは必ず負となる。よって、モータ50において増磁効果は生じず、電機子の鉄損の増加を抑制することができる。 Figure 5 is the back electromotive voltage v me of the motor 50 indicates a voltage vector diagram in a case equal to the inverter output voltage V a. If the counter electromotive voltage v me and the inverter output voltage V a of the motor 50 are equal, the current hardly flows in the motor 50 of the no-load state, the load of the motor 50 increases when the d-axis current i d and the q-axis current i q Flows, and the d-axis current id is always negative. Therefore, no magnetizing effect is generated in the motor 50, and an increase in the iron loss of the armature can be suppressed.

そこで、本実施形態では、同期PWMモードにおいてモータ50の鉄損が増加するのを防ぐため、モータ50に流れるd軸電流iが0または負になるようにDC−DCコンバータ20からインバータ40に供給する直流中間電圧edcの制御をコンバータ制御部130に行わせる。このd軸電流iが0または負になる直流中間電圧edcの指令値の算出方法に関しては各種の方法が考えられるが、本実施形態では、インバータ40の出力電圧Vがモータ50の逆起電圧vmeと等しくなるインバータ40の直流中間電圧edcの指令値を直流電圧指令値演算部143が演算する。 Therefore, in this embodiment, in order to prevent the iron loss of the motor 50 is increased in the synchronous PWM mode, the DC-DC converter 20 as the d-axis current i d flowing through the motor 50 becomes zero or negative in the inverter 40 The converter controller 130 controls the DC intermediate voltage edc to be supplied. This respect d-axis current i d is 0 or a method of calculating the command value of the DC intermediate voltage e dc negative to become various methods can be considered, in the present embodiment, the output voltage V a of the inverter 40 is opposite the motor 50 The DC voltage command value calculation unit 143 calculates a command value of the DC intermediate voltage e dc of the inverter 40 that is equal to the electromotive voltage v me .

以下、本実施形態において行われる直流中間電圧edcの制御について説明する。まず、前掲式(6)において、V=vmeとし、edcについて解くと式(7)が得られる。

Figure 0005862125
Hereinafter, control of the DC intermediate voltage e dc performed in the present embodiment will be described. First, in the above equation (6), when V a = v me and e dc is solved, equation (7) is obtained.
Figure 0005862125

図1において、制御装置100の極数記憶部141、逆起電圧記憶部142および直流電圧指令値演算部143は、モータ50の現在の逆起電圧vmeを求め、この逆起電圧vmeを用いて、上記式(7)に従って、直流中間電圧edcの指令値を算出する手段を構成している。さらに詳述すると、逆起電圧記憶部142は、例えば基底周波数fbaseと基底周波数におけるモータ50の逆起電圧vemfを記憶している。ここで、基底周波数fbaseは、モータ50が最大トルクを低下させることなく動作可能なモータ50の回転速度の最大値をモータ50の逆起電圧の周波数に換算したものである。また、極数記憶部141は、モータ50におけるロータの磁極対数Pを記憶している。 In Figure 1, the pole number storage section 141 of the control device 100, the counter electromotive voltage storage unit 142 and the DC voltage command value calculating unit 143 obtains the current counter electromotive voltage v me of the motor 50, the counter electromotive voltage v me The means for calculating the command value of the DC intermediate voltage e dc is configured according to the above equation (7). More specifically, the counter electromotive voltage storage unit 142 stores, for example, a base frequency f base and a counter electromotive voltage v emf of the motor 50 at the base frequency. Here, the base frequency f base is obtained by converting the maximum value of the rotation speed of the motor 50 at which the motor 50 can operate without reducing the maximum torque into the frequency of the counter electromotive voltage of the motor 50. The pole number storage unit 141 stores the number of magnetic pole pairs P of the rotor in the motor 50.

直流電圧指令値演算部143は、まず、極数記憶部141に記憶された磁極対数Pと、回転数検出部102により検出されるモータ50の回転速度nとに基づき、モータ50の逆起電圧の現在の周波数fを式(8)に従って算出する。

Figure 0005862125
The DC voltage command value calculation unit 143 first determines the counter electromotive voltage of the motor 50 based on the number P of magnetic pole pairs stored in the pole number storage unit 141 and the rotation speed n of the motor 50 detected by the rotation number detection unit 102. Is calculated according to equation (8).
Figure 0005862125

次に、直流電圧指令値演算部143は、モータ50の現在の逆起電圧vmeを次式(9)により算出する。

Figure 0005862125
Next, the DC voltage command value calculation unit 143 calculates the current counter electromotive voltage v me of the motor 50 by the following equation (9).
Figure 0005862125

そして、直流電圧指令値演算部143は、このようにして算出した逆起電圧vmeを前掲式(7)に代入することにより直流中間電圧edcの指令値を算出するのである。すなわち、直流電圧指令値演算部143は、次の式(10)に従い、直流中間電圧edcの指令値を決定する。

Figure 0005862125
Then, the DC voltage command value calculation unit 143 calculates the command value of the DC intermediate voltage e dc by substituting the back electromotive voltage v me calculated in this way into the above equation (7). That is, the DC voltage command value calculation unit 143 determines a command value for the DC intermediate voltage e dc according to the following equation (10).
Figure 0005862125

比較部144は、この直流電圧指令値演算部143により算出される直流中間電圧edcの指令値と、直流電圧検出部103により検出される直流中間電圧edcの電圧値とを比較して両者の差分を算出し、コンバータ制御部130に供給する。 The comparison unit 144 compares the command value of the DC intermediate voltage e dc calculated by the DC voltage command value calculation unit 143 with the voltage value of the DC intermediate voltage e dc detected by the DC voltage detection unit 103, Is calculated and supplied to the converter control unit 130.

そして、コンバータ制御部130は、直流電圧検出部103により検出される直流中間電圧edcの電圧値が直流電圧指令値演算部143により算出される指令値よりも大きい場合には直流中間電圧edcを低下させ、直流電圧検出部103により検出される直流中間電圧edcの電圧値が直流電圧指令値演算部143により算出される指令値よりも小さい場合には直流中間電圧edcを上昇させるためのDC−DCコンバータ20の制御を行うのである。 Then, converter control unit 130, when the voltage value of the DC intermediate voltage e dc detected by the DC voltage detection unit 103 is larger than the command value calculated by the DC voltage command value computing section 143 DC link voltage e dc When the voltage value of the DC intermediate voltage e dc detected by the DC voltage detector 103 is smaller than the command value calculated by the DC voltage command value calculator 143, the DC intermediate voltage edc is increased. The DC-DC converter 20 is controlled.

同期PWMモードでは、このようにインバータ40の出力電圧Vがモータ50の逆起電圧vmeに一致するようにDC−DCコンバータ20からインバータ40に供給される直流中間電圧edcが制御される。その結果、モータ50に流れるd軸電流iが0または負となる。従って、同期PWMモードでの運転時、モータ50に損失が増加するのを防止することができ、モータ駆動システムの効率低下を抑制することができる。 In synchronous PWM mode, thus the DC intermediate voltage e dc output voltage V a of the inverter 40 is supplied from the DC-DC converter 20 to the inverter 40 so as to match the counter electromotive voltage v me of the motor 50 is controlled . As a result, d-axis current i d flowing through the motor 50 becomes zero or negative. Accordingly, it is possible to prevent loss in the motor 50 during operation in the synchronous PWM mode, and it is possible to suppress a decrease in efficiency of the motor drive system.

以上の説明では、同期PWMモードにおいてモータ50に流れるd軸電流iがモータ50の逆起電圧vmeとインバータ40の出力電圧Vとの大小関係に依存することに着目した。そして、出力電圧Vが逆起電圧vmeと一致するように直流中間電圧edcを制御する観点から、d軸電流iを0または負とするための直流中間電圧edcの指令値の算出式(10)を導出した。しかし、これとは別の観点からd軸電流iを0または負とするための直流中間電圧edcの指令値の算出式(10)を導出することができる。以下では、同期PWMモードにおいてモータ50に流れるd軸電流iがモータ50の永久磁石による電機子鎖交磁束Ψとインバータ40の出力電圧Vによる総合磁束Ψとの大小関係に依存することに着目する。そして、Ψ=Ψとなるように直流中間電圧edcを制御する観点から、d軸電流iを0または負とするための直流中間電圧edcの指令値の算出式(10)を導出する。 In the above description, by noting that flows through the motor 50 in the synchronous PWM mode d-axis current i d is dependent on the magnitude relationship between the output voltage V a of the counter electromotive voltage v me the inverter 40 of the motor 50. Then, from the viewpoint of controlling the DC intermediate voltage e dc so that the output voltage V a coincides with the back electromotive voltage v me , the command value of the DC intermediate voltage e dc for setting the d-axis current id to 0 or negative is set. Calculation formula (10) was derived. However, a calculation formula (10) for a command value of the DC intermediate voltage e dc for setting the d-axis current id to 0 or negative can be derived from a different viewpoint. The flows to the motor 50 in the synchronous PWM mode d-axis current i d is dependent on the magnitude relation between total flux [psi 0 by the output voltage V a of the armature flux linkage [psi m and the inverter 40 by the permanent magnet of the motor 50 or less Focus on that. Then, from the viewpoint of controlling the DC link voltage e dc such that [psi m = [psi 0, equation for calculating the command value of the DC intermediate voltage e dc for the d-axis current i d and 0 or negative (10) To derive.

まず、モータ50の永久磁石による電機子鎖交磁束Ψとインバータ40の出力電圧Vによる総合磁束Ψとの大小関係により、どのように電流がモータ50に流れるかを説明する。 First, the magnitude relation between the total flux [psi 0 by the output voltage V a of the armature flux linkage [psi m and the inverter 40 by the permanent magnet of the motor 50, how current is described how flowing to the motor 50.

永久磁石による電機子鎖交磁束Ψは、基底周波数fbaseと基底周波数における逆起電圧vemfとから式(11)により算出することができる。ここで、周波数と逆起電圧は比例関係にあるので、記憶すべき周波数と逆起電圧は基底周波数のものでなくとも良い。

Figure 0005862125
The armature interlinkage magnetic flux Ψ m by the permanent magnet can be calculated from the base frequency f base and the counter electromotive voltage v emf at the base frequency by the equation (11). Here, since the frequency and the counter electromotive voltage are in a proportional relationship, the frequency to be stored and the counter electromotive voltage need not be those of the base frequency.
Figure 0005862125

一方、総合磁束Ψは、インバータ40の出力電圧Vとその角速度ωとから式(12)により算出することができる。

Figure 0005862125
ここで、角速度ωは式(13)により表される。
Figure 0005862125
この式(13)における周波数fは、前掲式(8)により算出可能である。 On the other hand, total flux [psi 0 can be calculated by the output voltage V a of the inverter 40 and angular velocity ω Tocharian formula (12).
Figure 0005862125
Here, the angular velocity ω is expressed by Expression (13).
Figure 0005862125
The frequency f in the equation (13) can be calculated by the above equation (8).

図6は、Ψ<Ψであり、かつ、無負荷、すなわち、負荷角δ=0における磁束のベクトル図を示す。図6に示すように、無負荷であってもΨ<Ψの条件下ではd軸電流iが流れ、さらにd軸電流iは正であるので強め磁束となる。図7に、Ψ<Ψであり、かつ、軽負荷の状態における磁束のベクトル図を示す。負荷角δが大きくなるとq軸電流iが流れ始める。しかし、d軸電流iは正のまま推移する。図8はΨ=Ψであり、かつ、負荷がモータ50に与えられている場合の磁束のベクトル図を示す。この場合、どのような負荷がモータ50に与えられてもd軸電流iが正になることはない。いうまでもなく、負荷が0、すなわち負荷角δ=0ならば、理論的にはモータ50に電流は流れない。
以上より、Ψ=Ψとなるようにインバータ40に与える直流中間電圧edcを制御すれば、モータ50の損失増加を招くことはない。
FIG. 6 shows a vector diagram of magnetic fluxes when Ψ m0 and no load, that is, a load angle δ = 0. As shown in FIG. 6, the flow d-axis current i d under the conditions of Ψ m <Ψ 0 be unloaded, further d-axis current i d is the flux strengthened so positive. FIG. 7 shows a vector diagram of magnetic fluxes when Ψ m0 and in a light load state. When the load angle δ increases, the q-axis current i q begins to flow. However, the d-axis current i d remains positive. FIG. 8 shows a vector diagram of magnetic fluxes when Ψ m = Ψ 0 and a load is applied to the motor 50. In this case, what loads the d-axis current i d does not become positive even given to the motor 50. Needless to say, if the load is zero, that is, if the load angle δ = 0, theoretically no current flows through the motor 50.
As described above, if the DC intermediate voltage e dc applied to the inverter 40 is controlled so that Ψ m = Ψ 0 , the loss of the motor 50 is not increased.

図9に、Ψ<ΨおよびΨ=Ψの各条件において、モータ50の損失解析を行った結果を示す。ただし、この損失解析では、モータ50のd軸インダクタンスLは0.88mH、q軸インダクタンスLは2.08mHとした。また、両条件において、Ψ=0.18Wbとした。また、前者の条件ではΨ=0.20Wbとし、後者の条件ではΨ=0.18Wbとし、いずれの条件でもモータの負荷率は50%とした。 FIG. 9 shows the result of the loss analysis of the motor 50 under the conditions of Ψ m0 and Ψ m = Ψ 0 . However, in this loss analysis, the d-axis inductance L d of the motor 50 was 0.88 mH, and the q-axis inductance L q was 2.08 mH. Moreover, it was set as (psi) m = 0.18Wb in both conditions. In the former condition, Ψ 0 = 0.20 Wb, and in the latter condition, Ψ 0 = 0.18 Wb. Under either condition, the motor load factor was 50%.

また、上記2条件の各々について、式(5)より負荷角δを算出し、式(2)、式(3)よりd軸電流iおよびq軸電流iを求めた結果を表1に示す。

Figure 0005862125
この表1にも示すように、Ψ<Ψの条件ではd軸電流iは正となり、Ψ=Ψの条件ではd軸電流iは負となる。 For each of the above two conditions, the load angle δ is calculated from the equation (5), and the d-axis current i d and the q-axis current i q are calculated from the equations (2) and (3). Show.
Figure 0005862125
As also shown in this Table 1, d-axis current i d is a condition Ψ m <Ψ 0 is positive, the d-axis current i d is negative in terms of Ψ m = Ψ 0.

図9に示すように、Ψ=0.20Wbの条件では、Ψ=0.18Wbの条件に比べて、特に固定子の損失増加が顕著である。これは、表1にも示すように、Ψ=0.20Wbではd軸電流iが正の方向に流れて強め磁束となるため、固定子の磁束密度が高まり、損失が増加したからであると考えられる。Ψ=0.18Wbとした場合、Ψ=0.20Wbとした場合に比べて、モータ50全体の損失は約13%低下した。 As shown in FIG. 9, in the condition of Ψ 0 = 0.20Wb, compared to the conditions of Ψ 0 = 0.18Wb, is remarkable increase in loss of particular stator. In this, as shown in Table 1, [psi 0 = for 0.20Wb the d-axis current i d is a positive stronger flow in the magnetic flux, increasing the magnetic flux density of the stator, because the loss was increased It is believed that there is. When Ψ 0 = 0.18 Wb, the loss of the entire motor 50 was reduced by about 13% compared to when Ψ 0 = 0.20 Wb.

次にインバータ40の直流中間電圧edcの決定方法について説明する。まず、Ψ=Ψとするためには、前掲式(11)および(12)より次式が成立する必要がある。

Figure 0005862125
Next, a method for determining the DC intermediate voltage e dc of the inverter 40 will be described. First, in order to set Ψ m = Ψ 0 , the following expression must be established from the above expressions (11) and (12).
Figure 0005862125

この式(14)をVについて解くと、式(15)が得られる。

Figure 0005862125
When this equation (14) is solved for V a , equation (15) is obtained.
Figure 0005862125

式(6)をedcについて解いて、この式(14)のVを代入すると、次式が得られる。

Figure 0005862125
Solving equation (6) for e dc and substituting V a in equation (14) yields:
Figure 0005862125

式(8)を式(12)に代入することにより得られるωをこの式(15)に代入して整理すると、上述した式(10)が得られる。   Substituting ω obtained by substituting Equation (8) into Equation (12) into Equation (15) and rearranging it yields Equation (10) described above.

以上のように、本実施形態による直流中間電圧edcの制御方法は、インバータ40の出力電圧Vが逆起電圧vmeと一致するように直流中間電圧edcを制御する方法であると同時に、モータ50の永久磁石による電機子鎖交磁束Ψがインバータ40の出力電圧Vによる総合磁束Ψと等しくなるように直流中間電圧edcを制御する方法であるということができる。そして、本実施形態による直流中間電圧edcの制御方法によれば、同期PWMモードでの運転時にモータ50に流れるd軸電流iを0または負とし、モータ50における損失の増加を防止することができる。 As described above, the control method of the DC intermediate voltage e dc according to the present embodiment, at the same time when the output voltage V a of the inverter 40 is a method of controlling the DC link voltage e dc to match the counter electromotive voltage v me It can be said that the DC intermediate voltage e dc is controlled such that the armature interlinkage magnetic flux Ψ m by the permanent magnet of the motor 50 becomes equal to the total magnetic flux Ψ 0 by the output voltage V a of the inverter 40. Then, according to the control method of the DC intermediate voltage e dc according to the present embodiment, the d-axis current i d flowing through the motor 50 is 0 or negative, to prevent an increase in loss in the motor 50 during operation in the synchronous PWM mode Can do.

<第2実施形態>
図10は、この発明の第2実施形態であるインバータの制御装置100Aの構成を示すブロック図である。本実施形態における制御装置100Aでは、上記第1実施形態による制御装置100(図1参照)のインバータ制御部110および直流電圧指令値演算部143がインバータ制御部110Aおよび直流電圧指令値演算部143Aに置き換えられている。なお、図10では、図面が煩雑になるのを防止するため、前掲図1における電流検出部101、直流電圧検出部103および非同期/同期判定部120に相当するものの図示が省略されている。
Second Embodiment
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an inverter control device 100A according to the second embodiment of the present invention. In the control device 100A in the present embodiment, the inverter control unit 110 and the DC voltage command value calculation unit 143 of the control device 100 (see FIG. 1) according to the first embodiment are replaced with the inverter control unit 110A and the DC voltage command value calculation unit 143A. Has been replaced. In FIG. 10, in order to prevent the drawing from becoming complicated, illustrations corresponding to the current detection unit 101, the DC voltage detection unit 103, and the asynchronous / synchronous determination unit 120 in FIG. 1 are omitted.

本実施形態において、インバータ制御部110Aは、d軸電流q軸電流決定部111と、インダクタンス記憶部112と、総合磁束演算部113とを有する。本実施形態において、直流電圧指令値演算部143Aは、このインバータ制御部110Aの総合磁束演算部113と協働して直流中間電圧edcの指令値を演算する。 In the present embodiment, the inverter control unit 110 </ b> A includes a d-axis current q-axis current determination unit 111, an inductance storage unit 112, and a total magnetic flux calculation unit 113. In the present embodiment, the DC voltage command value calculation unit 143A calculates a command value of the DC intermediate voltage e dc in cooperation with the total magnetic flux calculation unit 113 of the inverter control unit 110A.

上記第1実施形態のように、モータ50の電機子鎖交磁束Ψとインバータ40の出力電圧Vによる総合磁束Ψとが等しくなるように直流中間電圧edcを制御すると、重負荷の場合に、図11に示すように負荷角δが大きくなるに従ってd軸電流iが過大になり、インバータ50の出力電流が増加する。本実施形態はこの点に関して上記第1実施形態を改良したものである。 As in the first embodiment, when the DC intermediate voltage e dc is controlled so that the armature interlinkage magnetic flux Ψ m of the motor 50 and the total magnetic flux Ψ 0 by the output voltage V a of the inverter 40 are equal, In this case, as shown in FIG. 11, as the load angle δ increases, the d-axis current id becomes excessive, and the output current of the inverter 50 increases. This embodiment is an improvement of the first embodiment in this regard.

本実施形態では、インバータ制御部110Aの総合磁束演算部113が、図12に例示するように、d軸電流iとq軸電流iが適切な電流値となるようなモータ50の総合磁束Ψを求め、その総合磁束Ψを得るためのインバータ40の直流中間電圧edcの指令値を直流電圧指令値演算部143Aが演算する。 In the present embodiment, the total magnetic flux calculation unit 113 of the inverter control unit 110A, as illustrated in FIG. 12, performs the total magnetic flux of the motor 50 such that the d-axis current id and the q-axis current iq have appropriate current values. obtaining the [psi 0, the DC voltage command value calculating portion 143A a command value for the DC intermediate voltage e dc inverter 40 to obtain the total magnetic flux [psi 0 is calculated.

さらに詳述すると次の通りである。d軸電流q軸電流決定部111は、トルク指令に基づき、d軸電流iおよびq軸電流iを決定する。その際、予めテーブルとしてデータを有しても良く、または常時d軸電流iとq軸電流iを演算しても良い。 Further details are as follows. The d-axis current q-axis current determination unit 111 determines the d-axis current id and the q-axis current i q based on the torque command. At that time, the data may be stored in advance as a table, or the d-axis current id and the q-axis current iq may be always calculated.

好ましい態様において、d軸電流q軸電流決定部111は、非特許文献1の23〜24ページに記載された最大トルク/電流制御によりd軸電流iおよびq軸電流iを決定する。 In a preferred embodiment, the d-axis current q-axis current determination unit 111 determines a d-axis current i d and the q-axis current i q by the maximum torque / current control described in 23-24 pages in Non-Patent Document 1.

より具体的には、この態様では、各種のトルクについて、そのトルクを発生させることができるd軸電流iおよびq軸電流iの各成分からなる電流ベクトルのうち絶対値が最小となる電流ベクトルを求める。そして、各トルクに対応付けて、そのトルクを発生させることができる絶対値が最小の電流ベクトルのd軸電流iおよびq軸電流iを定義したテーブルを作成し、d軸電流q軸電流決定部111に予め記憶させるのである。そして、d軸電流q軸電流決定部111は、このテーブルから、トルク指令に対応したd軸電流iおよびq軸電流iを読み出して総合磁束演算部113に出力するのである。 More specifically, in this embodiment, the various torque, current absolute value of the current vector of each component of d-axis current i d and the q-axis current i q that can generate the torque is minimized Find a vector. Then, a table defining the d-axis current i d and the q-axis current i q of the current vector with the minimum absolute value capable of generating the torque is created in association with each torque, and the d-axis current q-axis current is created. It is stored in the determination unit 111 in advance. Then, the d-axis current q-axis current determination unit 111 reads the d-axis current id and the q-axis current i q corresponding to the torque command from this table and outputs them to the total magnetic flux calculation unit 113.

インダクタンス記憶部112には、モータ50のd軸インダクタンスLとq軸インダクタンスLとが記憶されている。また、直流電圧指令値演算部143Aは、逆起電圧記憶部142に記憶された基底周波数fbaseおよびこの基底周波数におけるモータ50の逆起電圧vemfに基づき、前掲式(11)に従って、モータ50における永久磁石の電機子鎖交磁束Ψを算出し、この電機子鎖交磁束Ψを総合磁束演算部113に通知する。 The inductance storage unit 112 stores a d-axis inductance L d and a q-axis inductance L q of the motor 50. Further, the DC voltage command value calculation unit 143A, based on the base frequency f base stored in the back electromotive voltage storage unit 142 and the back electromotive voltage v emf of the motor 50 at the base frequency, according to the above equation (11), It calculates the armature flux linkage [psi m of the permanent magnets in, and notifies the armature flux linkage [psi m in total magnetic flux calculation unit 113.

総合磁束演算部113は、d軸電流q軸電流決定部111により決定されたd軸電流iおよびq軸電流iと、インダクタンス記憶部112に記憶されたd軸インダクタンスLおよびq軸インダクタンスLと、直流電圧指令値演算部143Aにより算出された電機子鎖交磁束Ψとを用いて次式に従って総合磁束Ψを算出する。そして、総合磁束演算部113は、算出した総合磁束Ψを直流電圧指令値演算部143Aに通知する。なお、式(17)が成立することは図8からも明らかである。

Figure 0005862125
Overall flux calculating unit 113, d-axis current q-axis and d-axis current i d and the q-axis current i q determined by the current determining unit 111, d-axis inductance is stored in the inductance storage unit 112 L d and q-axis inductance The total magnetic flux Ψ 0 is calculated according to the following equation using L q and the armature linkage magnetic flux Ψ m calculated by the DC voltage command value calculation unit 143A. Then, the total magnetic flux calculation unit 113 notifies the calculated total magnetic flux Ψ 0 to the DC voltage command value calculation unit 143A. In addition, it is clear also from FIG. 8 that Formula (17) is materialized.
Figure 0005862125

直流電圧指令値演算部143Aは、総合磁束演算部113により算出された総合磁束Ψの得られる直流中間電圧edcの指令値を演算する。具体的には次の通りである。まず、前掲式(12)をインバータ40の出力電圧Vについて解くと、次式が得られる。

Figure 0005862125
The DC voltage command value calculation unit 143A calculates the command value of the DC intermediate voltage e dc obtained by the total magnetic flux Ψ 0 calculated by the total magnetic flux calculation unit 113. Specifically, it is as follows. First, solving supra equation (12) for the output voltage V a of the inverter 40, the following equation is obtained.
Figure 0005862125

次に、前掲式(6)をedcについて解いて、この式(18)のVを代入すると、次式が得られる。

Figure 0005862125
Next, when the above equation (6) is solved for e dc and V a of this equation (18) is substituted, the following equation is obtained.
Figure 0005862125

そこで、直流電圧指令値演算部143Aは、総合磁束演算部113により算出された総合磁束Ψと、回転数検出部102により検出された回転速度nと、極数記憶部142に記憶された磁極対数Pとから、上記式(19)に従い、直流中間電圧edcの指令値を算出する。そして、コンバータ制御部130は、インバータ40に供給される直流中間電圧edcをこの指令値に一致させるためのコンバータ20の制御を行うのである。 Therefore, the DC voltage command value calculation unit 143A includes the total magnetic flux Ψ 0 calculated by the total magnetic flux calculation unit 113, the rotation speed n detected by the rotation number detection unit 102, and the magnetic pole stored in the pole number storage unit 142. From the logarithm P, a command value for the DC intermediate voltage e dc is calculated according to the above equation (19). Then, the converter control unit 130 controls the converter 20 for making the DC intermediate voltage e dc supplied to the inverter 40 coincide with this command value.

このような制御が行われることにより、同期PWMモードでの運転時、図12に例示するように、適切なq軸電流iと、0または負である適切なd軸電流iとがモータ50に流れる。従って、本実施形態によれば、重負荷時にd軸電流iが過剰に大きくなるのを防止しつつ、モータ50の鉄損の増加を防止することができる。 By performing such control, during operation in the synchronous PWM mode, as illustrated in FIG. 12, an appropriate q-axis current i q and an appropriate d-axis current i d that is 0 or negative are generated by the motor. 50 flows. Therefore, according to this embodiment, while preventing the d-axis current i d to a heavy load becomes excessively large, it is possible to prevent an increase in iron loss of the motor 50.

<第3実施形態>
図13は、この発明の第3実施形態であるインバータの制御装置100Bの構成を示すブロック図である。本実施形態における制御装置100Bでは、上記第2実施形態による制御装置100A(図10参照)のインバータ制御部110Aおよび直流電圧指令値演算部143Aがインバータ制御部110Bおよび直流電圧指令値演算部143Bに置き換えられている。なお、図13では、図10と同様、図面が煩雑になるのを防止するため、電流検出部101、直流電圧検出部103および非同期/同期判定部120に相当するものの図示が省略されている。
<Third Embodiment>
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of an inverter control device 100B according to the third embodiment of the present invention. In the control device 100B in the present embodiment, the inverter control unit 110A and the DC voltage command value calculation unit 143A of the control device 100A (see FIG. 10) according to the second embodiment are replaced with the inverter control unit 110B and the DC voltage command value calculation unit 143B. Has been replaced. In FIG. 13, as in FIG. 10, illustrations corresponding to the current detection unit 101, the DC voltage detection unit 103, and the asynchronous / synchronous determination unit 120 are omitted to prevent the drawing from becoming complicated.

インバータ制御部110Bでは、上記第2実施形態のインバータ制御部110Aにおける総合磁束演算部113が端子電圧演算部114に置き換えられている。この端子電圧演算部114は、上記式(17)に従って、総合磁束Ψを算出し、この総合磁束Ψにモータ50の角速度ωを乗算して、総合磁束Ψの得られるモータ50の端子電圧vmtを算出する。ここで、角速度ωは、極数記憶部141に記憶されたモータ50のロータの磁極対数Pと回転数検出部102により検出されるモータ50の回転速度nとから、上記式(8)および(13)に従って算出される。 In the inverter control unit 110B, the total magnetic flux calculation unit 113 in the inverter control unit 110A of the second embodiment is replaced with a terminal voltage calculation unit 114. The terminal voltage calculation unit 114, according to the above formula (17), calculates the total magnetic flux [psi 0, the comprehensive magnetic flux [psi 0 by multiplying the angular speed ω of the motor 50, the motor 50 obtained the overall magnetic flux [psi 0 pin The voltage v mt is calculated. Here, the angular velocity ω is calculated from the above formulas (8) and (8) based on the number P of magnetic pole pairs of the rotor of the motor 50 stored in the pole number storage unit 141 and the rotation speed n of the motor 50 detected by the rotation number detection unit 102. 13).

このような算出方法の代わりに、次のような方法に従ってモータ50の端子電圧vmtを算出してもよい。すなわち、永久磁石の電機子鎖交磁束Ψの代わりにモータ50の逆起電圧と角速度を用い、図5のベクトル図に示すように、次式に従って端子電圧vmtを算出するのである。

Figure 0005862125
Instead of such a calculation method, the terminal voltage v mt of the motor 50 may be calculated according to the following method. That is, the terminal voltage v mt is calculated according to the following equation as shown in the vector diagram of FIG. 5 using the counter electromotive voltage and angular velocity of the motor 50 instead of the armature linkage flux Ψ 0 of the permanent magnet.
Figure 0005862125

ここで、逆起電圧vmeは、モータ50の回転速度に比例するので、逆起電圧記憶部142に記憶された基底周波数fbaseおよび基底周波数における逆起電圧vemfと、回転数検出部102により検出される現在のモータ50の回転速度nとに基づき算出することができる。 Here, since the counter electromotive voltage v me is proportional to the rotational speed of the motor 50, the base frequency f base and the counter electromotive voltage v emf at the base frequency stored in the counter electromotive voltage storage unit 142, and the rotation speed detection unit 102 Can be calculated based on the current rotational speed n of the motor 50 detected by.

直流電圧指令値演算部143Bは、モータ50の端子電圧vmtを端子電圧演算部114により算出された端子電圧vmtとするための直流中間電圧edcの指令値を次式に従って演算する。

Figure 0005862125
本実施形態においても上記第2実施形態と同様な効果が得られる。 DC voltage command value calculating portion 143B calculates the command value of the DC intermediate voltage e dc for the terminal voltage v mt calculated by the terminal voltage calculation unit 114 to the terminal voltage v mt of motor 50 according to the following equation.
Figure 0005862125
Also in this embodiment, the same effect as the second embodiment can be obtained.

<第4実施形態>
図14はこの発明の第4実施形態である制御装置100Cを備えたモータ駆動システムの構成を示すブロック図である。なお、この図において、上記第1実施形態(図1)の構成要素と対応する要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
<Fourth embodiment>
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a motor drive system including a control device 100C according to the fourth embodiment of the present invention. In this figure, elements corresponding to those of the first embodiment (FIG. 1) are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施形態における制御装置100Cは、電流値演算部151と、基準電流記憶部152とを有する。ここで、電流値演算部151は、電流検出部101により検出されるU相電流、V相電流およびW相電流の大きさ、例えばこれらの各電流の振幅を平均した電流値を出力する装置である。基準電流記憶部152は、各種のトルクに対応付けて基準電流値を定義したテーブルを記憶している。このテーブルにおいて各トルクに対応した基準電流値は、例えば上述した最大トルク/電流制御を行うための電流値、すなわち、そのトルクを発生させることができるd軸電流iおよびq軸電流iからなる電流ベクトルのうち絶対値が最小である電流ベクトルの絶対値である。 The control device 100C in the present embodiment includes a current value calculation unit 151 and a reference current storage unit 152. Here, the current value calculation unit 151 is a device that outputs a current value obtained by averaging the magnitudes of the U-phase current, the V-phase current, and the W-phase current detected by the current detection unit 101, for example, the amplitudes of these currents. is there. The reference current storage unit 152 stores a table in which reference current values are defined in association with various torques. Reference current value corresponding to the respective torque in this table, for example, a current value for performing the maximum torque / current control described above, i.e., from d-axis current i d and the q-axis current i q that can generate the torque The absolute value of the current vector having the smallest absolute value among the current vectors.

直流電圧指令値演算部143Cは、電流値演算部151により算出される電流値が基準電流記憶部152に記憶された基準電流値以下である場合には、上記第1実施形態と同様、インバータ40の出力電圧Vを逆起電圧vmeに一致させるための直流中間電圧edcの指令値またはインバータ40の出力電圧Vによる総合磁束Ψをモータ50の永久磁石による電機子鎖交磁束Ψに一致させる直流中間電圧edcの指令値を算出し、比較部144に供給する。 When the current value calculated by the current value calculation unit 151 is equal to or less than the reference current value stored in the reference current storage unit 152, the DC voltage command value calculation unit 143C is similar to the inverter 40 in the first embodiment. Of the DC intermediate voltage e dc for matching the output voltage V a of the motor to the counter electromotive voltage vme or the total magnetic flux Ψ 0 by the output voltage V a of the inverter 40 is changed to the armature interlinkage magnetic flux Ψ m by the permanent magnet of the motor 50. The DC intermediate voltage e dc command value to be matched with is calculated and supplied to the comparison unit 144.

これに対し、電流値演算部151により算出される電流値が基準電流記憶部152に記憶された基準電流値を越えた場合、本実施形態では次のような制御を行う。まず、図5によると、上記第1実施形態において説明したインバータ40の出力電圧Vを逆起電圧vmeに一致させる制御が行われている状況において、インバータ40の出力電圧Vを現状よりも大きくすると、d軸電流iが低下することが分かる。また、図8によると、上記第1実施形態において説明したインバータ40の出力電圧Vによる総合磁束Ψをモータ50の永久磁石による電機子鎖交磁束Ψに一致させる制御が行われている状況において、インバータ40の出力電圧Vによる総合磁束Ψを現状よりも大きくすると、d軸電流iが低下することが分かる。そこで、本実施形態における直流電圧指令値演算部143Cは、電流値演算部151により算出される電流値が基準電流記憶部152に記憶された基準電流値を越えた場合、算出した直流中間電圧edcの指令値よりも大きな指令値を比較部144に供給してインバータ40の直流中間電圧edcを高くし、インバータ40の出力電圧Vをモータ50の逆起電圧vmeより大きくし、または総合磁束Ψを永久磁石による電機子鎖交磁束Ψより大きくしてd軸電流iを低下させ、インバータ40の出力電流を低減する。 On the other hand, when the current value calculated by the current value calculation unit 151 exceeds the reference current value stored in the reference current storage unit 152, the following control is performed in this embodiment. First, according to FIG. 5, in a situation where the control to match the output voltage V a of the inverter 40 described in the first embodiment in the counter electromotive voltage v me is being performed, from the current output voltage V a of the inverter 40 When even larger, it is understood that the d-axis current i d is decreased. Further, according to FIG. 8, control is performed so that the total magnetic flux Ψ 0 by the output voltage V a of the inverter 40 described in the first embodiment matches the armature linkage magnetic flux Ψ m by the permanent magnet of the motor 50. In the situation, it can be seen that if the total magnetic flux Ψ 0 due to the output voltage V a of the inverter 40 is made larger than the current state, the d-axis current id is lowered. Therefore, the DC voltage command value calculation unit 143C according to the present embodiment calculates the calculated DC intermediate voltage e when the current value calculated by the current value calculation unit 151 exceeds the reference current value stored in the reference current storage unit 152. increasing the DC link voltage e dc inverter 40 to supply a large instruction value than the command value of the dc to the comparison unit 144, the output voltage V a of the inverter 40 is larger than the back electromotive voltage v me of the motor 50, or The total magnetic flux Ψ 0 is made larger than the armature linkage magnetic flux Ψ m by the permanent magnet to decrease the d-axis current id, and the output current of the inverter 40 is decreased.

従って、本実施形態によれば、同期PWMモードでの運転時、電流値演算部151により算出される電流値が基準電流値以下である場合には、d軸電流iが0または負となるように直流中間電圧edcの制御が行われ、モータ50の損失の増加が防止される。また、同期PWMモードでの運転時、電流値演算部151により算出される電流値が基準電流値を越える場合には、直流中間電圧edcを増加させてd軸電流iを減少させる制御が行われるため、高負荷時にモータ50に過剰な電流が流れるのを防止することができる。 Therefore, according to this embodiment, when the current value calculated by the current value calculation unit 151 is equal to or less than the reference current value during operation in the synchronous PWM mode, the d-axis current id is 0 or negative. Thus, the control of the DC intermediate voltage e dc is performed, and an increase in the loss of the motor 50 is prevented. Also, when synchronizing operation in the PWM mode, if the current value calculated by the current value computing section 151 exceeds the reference current value, the control is to reduce the DC link voltage e dc increase in d-axis current i d As a result, excessive current can be prevented from flowing through the motor 50 at high loads.

また、本実施形態において、直流電圧指令値演算部143Cは、インバータ40の直流中間電圧edcの上限値を記憶している。この上限値は、DC−DCコンバータ20やインバータ40のスイッチング素子およびコンデンサ30の耐圧の上限に基づいて決定される。そして、直流電圧指令値演算部143Cは、直流中間電圧edcの指令値が上限値を越える場合に、指令値を上限値と等しくして、モータ50のトルク制御を行う。 In the present embodiment, the DC voltage command value calculation unit 143C stores the upper limit value of the DC intermediate voltage e dc of the inverter 40. This upper limit value is determined based on the upper limit of the withstand voltage of the switching elements of the DC-DC converter 20 and the inverter 40 and the capacitor 30. Then, the DC voltage command value calculation unit 143C performs torque control of the motor 50 by setting the command value equal to the upper limit value when the command value of the DC intermediate voltage e dc exceeds the upper limit value.

従って、本実施形態によれば、直流中間電圧edcが上限値を越えるのを防止して、DC−DCコンバータ20やインバータ40のスイッチング素子およびコンデンサ30を保護することができる。 Therefore, according to the present embodiment, the DC intermediate voltage e dc can be prevented from exceeding the upper limit value, and the DC-DC converter 20 and the switching elements of the inverter 40 and the capacitor 30 can be protected.

<他の実施形態>
以上、この発明の第1〜第4実施形態について説明したが、これら以外にも、この発明には他の実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
<Other embodiments>
Although the first to fourth embodiments of the present invention have been described above, other embodiments can be considered in addition to these. For example:

(1)上記第1実施形態において説明したインバータの出力電圧がモータの逆起電圧に等しくなるようにインバータに与える直流電圧を制御する方法と、上記第2実施形態において説明したモータに所望の電流が流れるようにインバータに与える直流電圧を制御する方法と、上記第4実施形態において説明したモータに流れる電流が基準電流を越えた場合にインバータに与える直流電圧の指令値を現状より増加させる方法を併用してもよい。例えばモータの回転速度nに基づいていずれの方法によりインバータに与える直流電圧を制御するかを切り替えても良いし、トルク指令により切り替えても良い。トルク指令によって切り替える場合、たとえば軽負荷領域ではインバータの出力電圧がモータの逆起電圧に等しくなるようにインバータに与える直流電圧を制御し、重負荷領域では、モータに所望の電流が流れるようにインバータに与える直流電圧を制御する方法等が考えられる。 (1) A method for controlling the DC voltage applied to the inverter so that the output voltage of the inverter described in the first embodiment is equal to the counter electromotive voltage of the motor, and a desired current for the motor described in the second embodiment. A method of controlling the DC voltage applied to the inverter so as to flow, and a method of increasing the command value of the DC voltage applied to the inverter from the current state when the current flowing through the motor described in the fourth embodiment exceeds the reference current. You may use together. For example, it may be switched by which method the DC voltage applied to the inverter is controlled based on the rotational speed n of the motor, or may be switched by a torque command. When switching by torque command, for example, in a light load region, the DC voltage applied to the inverter is controlled so that the output voltage of the inverter becomes equal to the counter electromotive voltage of the motor. A method for controlling the DC voltage applied to the power source is conceivable.

(2)上記各実施形態では、直流電源と昇圧型DC−DCコンバータによりインバータに対して直流電圧を供給する直流電圧発生手段を構成したが、直流電源の出力電圧が十分に高い場合には降圧型DC−DCコンバータや昇降圧コンバータを用いてもよい。また、交流を直流に変換するAC−DCコンバータ(PWM整流器)を直流電圧発生手段として用いても良い。 (2) In each of the above embodiments, the DC voltage generating means for supplying the DC voltage to the inverter is configured by the DC power supply and the step-up DC-DC converter. However, when the output voltage of the DC power supply is sufficiently high, the voltage is reduced. A type DC-DC converter or a buck-boost converter may be used. Moreover, you may use the AC-DC converter (PWM rectifier) which converts alternating current into direct current as a DC voltage generation means.

(3)上記各実施形態では、インバータ制御部にトルク指令を与えたが、速度指令を与え、速度指令値と実際の速度との偏差からトルク指令を得るようにしても良い。 (3) In each of the above embodiments, the torque command is given to the inverter control unit. However, the speed command may be given, and the torque command may be obtained from the deviation between the speed command value and the actual speed.

(4)上記各実施形態では、インバータからモータに供給される3相電流を検出したが、必ずしも3相全部を検出する必要はなく、2相を検出し,残りの1相は演算により求めても良い。 (4) In each of the above embodiments, the three-phase current supplied from the inverter to the motor is detected. However, it is not always necessary to detect all three phases, two phases are detected, and the remaining one phase is obtained by calculation. Also good.

(5)回転数検出部を備える代わりに回転数予測部を備えても良い。 (5) A rotation speed prediction unit may be provided instead of the rotation speed detection unit.

(6)上記第1実施形態では、上記式(10)を利用して、モータ50に発生する逆起電圧vmeと、インバータ40の出力電圧Vの基本波成分が等しくなる直流中間電圧edcの指令値を算出した。しかし、これ以外の方法により当該直流中間電圧edcの指令値を算出してもよい。また、上記第1実施形態では、上記式(10)を利用して、インバータ40の出力電圧Vによりモータ50に生成させる総合磁束Ψとモータ50における永久磁石による電機子鎖交磁束Ψとが等しくなる直流中間電圧edcの指令値を算出した。しかし、これ以外の方法により当該直流中間電圧edcの指令値を算出してもよい。 (6) In the first embodiment, by using the above equation (10), a counter electromotive voltage v me that generated in the motor 50, the DC intermediate voltage e of the fundamental wave component of the output voltage V a of the inverter 40 is equal The command value of dc was calculated. However, the command value of the DC intermediate voltage e dc may be calculated by other methods. In the first embodiment, by using the above equation (10), the armature flux linkage ascribable to the permanent magnet in the total magnetic flux [psi 0 and motor 50 to produce the motor 50 by the output voltage V a of the inverter 40 [psi m The command value of the DC intermediate voltage e dc that is equal to is calculated. However, the command value of the DC intermediate voltage e dc may be calculated by other methods.

(7)上記各実施形態では、同期PWMモードとして1パルスの同期PWMモードを採用したが、インバータの出力電圧の負荷角を制御してトルク制御を実施する場合、3パルス等の同期PWMモードを採用してもよい。 (7) In each of the above embodiments, the single-pulse synchronous PWM mode is adopted as the synchronous PWM mode. However, when the torque control is performed by controlling the load angle of the output voltage of the inverter, the synchronous PWM mode such as three pulses is used. It may be adopted.

(8)多くの電力変換装置の制御装置は、プロセッサとこのプロセッサに実行させるプログラムを記憶したメモリとにより構成されている。そこで、各種のモータを想定して、コンピュータを本発明による制御装置として機能させるプログラムを作成し、このプログラムをインバータの制御装置のユーザに配布するようにしてもよい。例えば上記第1実施形態(図1)において、インバータ制御部110、非同期/同期判定部120、コンバータ制御部130、直流電圧指令値演算部143、比較部144の実体は、プロセッサがプログラムに従って実行する演算処理である。そこで、各種のモータ50を想定してこのプログラムを作成し、制御装置のメモリにインストールするのである。その際、極数記憶部141等の各種の記憶部に記憶させるパラメータは、プログラム自体に持たせてもよく、あるいは不揮発性メモリ等に記憶させたものをプログラムに読み込ませるようにしてもよい。上記第1実施形態以外の各実施形態をプログラムとして実現する場合も同様である。 (8) Many control devices of the power conversion device include a processor and a memory that stores a program to be executed by the processor. Therefore, assuming various motors, a program for causing a computer to function as a control device according to the present invention may be created, and this program may be distributed to users of inverter control devices. For example, in the first embodiment (FIG. 1), the realities of the inverter control unit 110, the asynchronous / synchronous determination unit 120, the converter control unit 130, the DC voltage command value calculation unit 143, and the comparison unit 144 are executed by a processor according to a program. Arithmetic processing. Therefore, this program is created assuming various motors 50 and installed in the memory of the control device. At this time, parameters stored in various storage units such as the pole number storage unit 141 may be included in the program itself, or those stored in a nonvolatile memory or the like may be read into the program. The same applies when each embodiment other than the first embodiment is realized as a program.

10……直流電源、20……DC−DCコンバータ、30……コンデンサ、40……インバータ、50……モータ、100,100A,100B,100C……制御装置、101……電流検出部、102……回転数検出部、103……直流電圧検出部、110,110A……インバータ制御部、120……非同期/同期判定部、130……コンバータ制御部、141……極数記憶部、142……逆起電圧記憶部、143,143A,143B,143C……直流電圧指令演算部、144……比較部、111……d軸電流q軸電流決定部、112……インダクタンス記憶部、113……総合磁束演算部、114……端子電圧演算部、151……電流値演算部、152……基準電流記憶部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... DC power supply, 20 ... DC-DC converter, 30 ... Capacitor, 40 ... Inverter, 50 ... Motor, 100, 100A, 100B, 100C ... Control device, 101 ... Current detection part, 102 ... ... rotational speed detector 103 ... DC voltage detector 110, 110A ... inverter controller 120 ... asynchronous / synchronous determination part 130 ... converter controller 141 ... pole number storage part 142 ... Back electromotive voltage storage unit, 143, 143A, 143B, 143C ... DC voltage command calculation unit, 144 ... comparison unit, 111 ... d-axis current q-axis current determination unit, 112 ... inductance storage unit, 113 ... general Magnetic flux calculator, 114... Terminal voltage calculator, 151... Current value calculator, 152.

Claims (6)

直流電圧を出力する直流電圧発生手段と、前記直流電圧発生手段から出力される直流電圧に基づいてモータを駆動する交流電圧を発生するインバータとを有する電力変換装置の制御装置において、
特定の周波数における前記モータの逆起電圧を記憶する逆起電圧記憶手段と、
前記モータの磁極対数を記憶する極数記憶手段と、
前記インバータのスイッチング素子のON/OFF切替を行うためのゲート信号を生成する手段であって、前記ゲート信号の生成モードとして、前記インバータから前記モータに供給すべき交流電圧波形を指示する電圧指令とこの電圧指令に対して非同期な所定周波数のキャリアとを用いたパルス幅変調により前記ゲート信号を生成する非同期PWMモードと、前記電圧指令と前記電圧指令に同期したキャリアを用いたパルス幅変調により前記ゲート信号を生成する同期PWMモードとを有するインバータ制御手段と、
前記インバータ制御手段のゲート信号の生成モードが前記同期PWMモードである場合に、前記インバータから前記モータに供給される電流のうち前記モータのロータに設けられた永久磁石のN極の向きに対応した成分であるd軸電流が0または負になるように、前記直流電圧発生手段から前記インバータに供給する直流電圧を指示する指令値を演算する手段であって、前記モータの回転速度と、前記極数記憶手段に記憶された磁極対数と、前記逆起電圧記憶手段に記憶された特定の周波数における前記モータの逆起電圧とに基づいて、前記モータに発生する逆起電圧と前記インバータの出力電圧の基本波成分とを等しくする前記直流電圧の指令値を演算する直流電圧指令値演算手段と
を具備することを特徴とする電力変換装置の制御装置。
In a control device for a power converter having DC voltage generating means for outputting DC voltage, and an inverter for generating AC voltage for driving a motor based on the DC voltage output from the DC voltage generating means,
Back electromotive force storage means for storing the back electromotive voltage of the motor at a specific frequency;
Pole number storage means for storing the number of magnetic pole pairs of the motor;
A means for generating a gate signal for switching ON / OFF of the switching element of the inverter, and a voltage command for instructing an AC voltage waveform to be supplied from the inverter to the motor as the generation mode of the gate signal; Asynchronous PWM mode for generating the gate signal by pulse width modulation using a carrier having a predetermined frequency asynchronous to the voltage command, and by pulse width modulation using the voltage command and a carrier synchronized with the voltage command. An inverter control means having a synchronous PWM mode for generating a gate signal;
When the generation mode of the gate signal of the inverter control means is the synchronous PWM mode, the current supplied from the inverter to the motor corresponds to the direction of the N pole of the permanent magnet provided in the rotor of the motor. Means for calculating a command value for instructing a DC voltage supplied from the DC voltage generating means to the inverter so that a d-axis current as a component becomes 0 or negative, the rotation speed of the motor, and the pole The counter electromotive voltage generated in the motor and the output voltage of the inverter based on the number of magnetic pole pairs stored in the number storage means and the counter electromotive voltage of the motor at a specific frequency stored in the counter electromotive voltage storage means And a direct-current voltage command value calculating means for calculating a direct-current voltage command value that equalizes the fundamental wave component of the control device.
直流電圧を出力する直流電圧発生手段と、前記直流電圧発生手段から出力される直流電圧に基づいてモータを駆動する交流電圧を発生するインバータとを有する電力変換装置の制御装置において、In a control device for a power converter having DC voltage generating means for outputting DC voltage, and an inverter for generating AC voltage for driving a motor based on the DC voltage output from the DC voltage generating means,
特定の周波数における前記モータの逆起電圧を記憶する逆起電圧記憶手段と、Back electromotive force storage means for storing the back electromotive voltage of the motor at a specific frequency;
前記モータの磁極対数を記憶する極数記憶手段と、Pole number storage means for storing the number of magnetic pole pairs of the motor;
前記インバータのスイッチング素子のON/OFF切替を行うためのゲート信号を生成する手段であって、前記ゲート信号の生成モードとして、前記インバータから前記モータに供給すべき交流電圧波形を指示する電圧指令とこの電圧指令に対して非同期な所定周波数のキャリアとを用いたパルス幅変調により前記ゲート信号を生成する非同期PWMモードと、前記電圧指令と前記電圧指令に同期したキャリアを用いたパルス幅変調により前記ゲート信号を生成する同期PWMモードとを有するインバータ制御手段と、A means for generating a gate signal for switching ON / OFF of the switching element of the inverter, and a voltage command for instructing an AC voltage waveform to be supplied from the inverter to the motor as the generation mode of the gate signal; Asynchronous PWM mode for generating the gate signal by pulse width modulation using a carrier having a predetermined frequency asynchronous to the voltage command, and by pulse width modulation using the voltage command and a carrier synchronized with the voltage command. An inverter control means having a synchronous PWM mode for generating a gate signal;
前記インバータ制御手段のゲート信号の生成モードが前記同期PWMモードである場合に、前記インバータから前記モータに供給される電流のうち前記モータのロータに設けられた永久磁石のN極の向きに対応した成分であるd軸電流が0または負になるように、前記直流電圧発生手段から前記インバータに供給する直流電圧を指示する指令値を演算する手段であって、前記モータの回転速度と、前記極数記憶手段に記憶された磁極対数と、前記逆起電圧記憶手段に記憶された特定の周波数における前記モータの逆起電圧とに基づいて、前記インバータの出力電圧により前記モータに生成させる総合磁束と前記モータにおける永久磁石による電機子鎖交磁束とを等しくする前記直流電圧の指令値を演算する直流電圧指令値演算手段とWhen the generation mode of the gate signal of the inverter control means is the synchronous PWM mode, the current supplied from the inverter to the motor corresponds to the direction of the N pole of the permanent magnet provided in the rotor of the motor. Means for calculating a command value for instructing a DC voltage supplied from the DC voltage generating means to the inverter so that a d-axis current as a component becomes 0 or negative, the rotation speed of the motor, and the pole Based on the number of magnetic pole pairs stored in the number storage means and the counter electromotive voltage of the motor at a specific frequency stored in the counter electromotive voltage storage means, and the total magnetic flux generated in the motor by the output voltage of the inverter; DC voltage command value calculation means for calculating a command value of the DC voltage to equalize the armature flux linkage by the permanent magnet in the motor;
を具備することを特徴とする電力変換装置の制御装置。The control apparatus of the power converter device characterized by comprising.
直流電圧を出力する直流電圧発生手段と、前記直流電圧発生手段から出力される直流電圧に基づいてモータを駆動する交流電圧を発生するインバータとを有する電力変換装置の制御装置において、In a control device for a power converter having DC voltage generating means for outputting DC voltage, and an inverter for generating AC voltage for driving a motor based on the DC voltage output from the DC voltage generating means,
特定の周波数における前記モータの逆起電圧を記憶する逆起電圧記憶手段と、Back electromotive force storage means for storing the back electromotive voltage of the motor at a specific frequency;
前記モータの磁極対数を記憶する極数記憶手段と、Pole number storage means for storing the number of magnetic pole pairs of the motor;
前記インバータのスイッチング素子のON/OFF切替を行うためのゲート信号を生成する手段であって、前記ゲート信号の生成モードとして、前記インバータから前記モータに供給すべき交流電圧波形を指示する電圧指令とこの電圧指令に対して非同期な所定周波数のキャリアとを用いたパルス幅変調により前記ゲート信号を生成する非同期PWMモードと、前記電圧指令と前記電圧指令に同期したキャリアを用いたパルス幅変調により前記ゲート信号を生成する同期PWMモードとを有するインバータ制御手段と、A means for generating a gate signal for switching ON / OFF of the switching element of the inverter, and a voltage command for instructing an AC voltage waveform to be supplied from the inverter to the motor as the generation mode of the gate signal; Asynchronous PWM mode for generating the gate signal by pulse width modulation using a carrier having a predetermined frequency asynchronous to the voltage command, and by pulse width modulation using the voltage command and a carrier synchronized with the voltage command. An inverter control means having a synchronous PWM mode for generating a gate signal;
前記インバータ制御手段のゲート信号の生成モードが前記同期PWMモードである場合に、前記インバータから前記モータに供給される電流のうち前記モータのロータに設けられた永久磁石のN極の向きに対応した成分であるd軸電流が0または負になるように、前記直流電圧発生手段から前記インバータに供給する直流電圧を指示する指令値を演算する直流電圧指令値演算手段とを具備し、When the generation mode of the gate signal of the inverter control means is the synchronous PWM mode, the current supplied from the inverter to the motor corresponds to the direction of the N pole of the permanent magnet provided in the rotor of the motor. DC voltage command value calculating means for calculating a command value indicating a DC voltage supplied from the DC voltage generating means to the inverter so that the d-axis current as a component becomes 0 or negative,
前記インバータ制御手段は、The inverter control means includes
トルク指令に基づき、前記モータに流すd軸電流とd軸に対して直交するq軸に沿った成分であるq軸電流とを決定するd軸電流q軸電流決定手段と、D-axis current q-axis current determining means for determining a d-axis current flowing through the motor and a q-axis current that is a component along the q-axis orthogonal to the d-axis based on a torque command;
前記モータのd軸インダクタンスおよびq軸インダクタンスを記憶するインダクタンス記憶手段と、Inductance storage means for storing d-axis inductance and q-axis inductance of the motor;
前記d軸電流q軸電流決定手段により決定されたd軸電流およびq軸電流と、前記インダクタンス記憶手段に記憶されたd軸インダクタンスおよびq軸インダクタンスと、前記逆起電圧記憶手段に記憶された特定の周波数における前記モータの逆起電圧から定まる前記モータの永久磁石の電機子鎖交磁束とに基づいて、前記モータに生成させる総合磁束を演算する総合磁束演算手段とを具備し、The d-axis current and the q-axis current determined by the d-axis current and the q-axis current determining means, the d-axis inductance and the q-axis inductance stored in the inductance storage means, and the specification stored in the back electromotive voltage storage means A total magnetic flux calculating means for calculating a total magnetic flux to be generated by the motor based on an armature linkage magnetic flux of a permanent magnet of the motor determined from a counter electromotive voltage of the motor at a frequency of
前記直流電圧指令演算手段は、前記総合磁束演算手段により算出された総合磁束を前記モータに生成させるための前記直流電圧の指令値を演算することを特徴とする電力変換装置の制御装置。The control apparatus for a power converter, wherein the DC voltage command calculation means calculates a command value of the DC voltage for causing the motor to generate a total magnetic flux calculated by the total magnetic flux calculation means.
直流電圧を出力する直流電圧発生手段と、前記直流電圧発生手段から出力される直流電圧に基づいてモータを駆動する交流電圧を発生するインバータとを有する電力変換装置の制御装置において、In a control device for a power converter having DC voltage generating means for outputting DC voltage, and an inverter for generating AC voltage for driving a motor based on the DC voltage output from the DC voltage generating means,
特定の周波数における前記モータの逆起電圧を記憶する逆起電圧記憶手段と、Back electromotive force storage means for storing the back electromotive voltage of the motor at a specific frequency;
前記モータの磁極対数を記憶する極数記憶手段と、Pole number storage means for storing the number of magnetic pole pairs of the motor;
前記インバータのスイッチング素子のON/OFF切替を行うためのゲート信号を生成する手段であって、前記ゲート信号の生成モードとして、前記インバータから前記モータに供給すべき交流電圧波形を指示する電圧指令とこの電圧指令に対して非同期な所定周波数のキャリアとを用いたパルス幅変調により前記ゲート信号を生成する非同期PWMモードと、前記電圧指令と前記電圧指令に同期したキャリアを用いたパルス幅変調により前記ゲート信号を生成する同期PWMモードとを有するインバータ制御手段と、A means for generating a gate signal for switching ON / OFF of the switching element of the inverter, and a voltage command for instructing an AC voltage waveform to be supplied from the inverter to the motor as the generation mode of the gate signal; Asynchronous PWM mode for generating the gate signal by pulse width modulation using a carrier having a predetermined frequency asynchronous to the voltage command, and by pulse width modulation using the voltage command and a carrier synchronized with the voltage command. An inverter control means having a synchronous PWM mode for generating a gate signal;
前記インバータ制御手段のゲート信号の生成モードが前記同期PWMモードである場合に、前記インバータから前記モータに供給される電流のうち前記モータのロータに設けられた永久磁石のN極の向きに対応した成分であるd軸電流が0または負になるように、前記直流電圧発生手段から前記インバータに供給する直流電圧を指示する指令値を演算する直流電圧指令値演算手段とを具備し、When the generation mode of the gate signal of the inverter control means is the synchronous PWM mode, the current supplied from the inverter to the motor corresponds to the direction of the N pole of the permanent magnet provided in the rotor of the motor. DC voltage command value calculating means for calculating a command value indicating a DC voltage supplied from the DC voltage generating means to the inverter so that the d-axis current as a component becomes 0 or negative,
前記インバータ制御手段は、The inverter control means includes
トルク指令に基づき、前記モータに流すd軸電流とd軸に対して直交するq軸に沿った成分であるq軸電流とを決定するd軸電流q軸電流決定手段と、D-axis current q-axis current determining means for determining a d-axis current flowing through the motor and a q-axis current that is a component along the q-axis orthogonal to the d-axis based on a torque command;
前記モータのd軸インダクタンスおよびq軸インダクタンスを記憶するインダクタンス記憶手段と、Inductance storage means for storing d-axis inductance and q-axis inductance of the motor;
前記d軸電流q軸電流決定手段により決定されたd軸電流およびq軸電流と、前記インダクタンス記憶手段に記憶されたd軸インダクタンスおよびq軸インダクタンスと、前記逆起電圧記憶手段に記憶された特定の周波数における前記モータの逆起電圧から定まる前記モータの永久磁石の電機子鎖交磁束とに基づいて、前記モータに与えるべき端子電圧を演算する端子電圧演算手段とを具備し、The d-axis current and the q-axis current determined by the d-axis current and the q-axis current determining means, the d-axis inductance and the q-axis inductance stored in the inductance storage means, and the specification stored in the back electromotive voltage storage means Terminal voltage calculation means for calculating a terminal voltage to be applied to the motor based on the armature linkage magnetic flux of the permanent magnet of the motor determined from the counter electromotive voltage of the motor at a frequency of
前記直流電圧指令演算手段は、前記端子電圧演算手段により算出された端子電圧を前記モータに与えるための前記直流電圧の指令値を演算することを特徴とする電力変換装置の制御装置。The DC voltage command calculating means calculates a command value of the DC voltage for giving the terminal voltage calculated by the terminal voltage calculating means to the motor.
前記d軸電流q軸電流決定手段は、前記トルク指令に対応したトルクの得られるd軸電流およびq軸電流であって、両者を成分とする電流ベクトルの絶対値が最小となるd軸電流およびq軸電流を決定することを特徴とする請求項3または4に記載の電力変換装置の制御装置。The d-axis current q-axis current determining means is a d-axis current and a q-axis current from which a torque corresponding to the torque command is obtained, and a d-axis current having a minimum absolute value of a current vector having both components as a component and The control device for a power converter according to claim 3 or 4, wherein a q-axis current is determined. 前記直流電圧指令値演算手段は、算出した前記直流電圧の指令値が所定の上限値を越えた場合に該指令値を該上限値と等しくすることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1の請求項に記載の電力変換装置の制御装置。6. The DC voltage command value calculating means makes the command value equal to the upper limit value when the calculated DC voltage command value exceeds a predetermined upper limit value. The control apparatus of the power converter device according to claim 1.
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